本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及一種快干型紫外光固化漆。

背景技術(shù)：

紫外光固化是光敏性樹(shù)脂體系在紫外光照射下發(fā)生聚合交聯(lián)，形成三維網(wǎng)絡(luò)的高分子材料。紫外光固化技術(shù)被譽(yù)為綠色技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保、高效、多能等優(yōu)點(diǎn)。隨著人類(lèi)對(duì)環(huán)保的日益重視以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，紫外光固化市場(chǎng)快速速發(fā)展，紫外光固化技術(shù)已廣泛用于涂料、膠黏劑、油墨、電子封裝、牙齒修復(fù)、光刻成像以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。

在紫外光固化樹(shù)脂體系中，光引發(fā)劑對(duì)預(yù)聚體的固化起決定性作用。它受紫外輻射激化，產(chǎn)生活性中間體，引發(fā)預(yù)聚體或單體反應(yīng)，形成具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子材料。但是現(xiàn)有的紫外光固化體系中存在嚴(yán)重的氧阻聚現(xiàn)象，氧阻聚是指在自由基光聚合體系中，由于氧氣的存在而消耗自由基，影響聚合反應(yīng)的現(xiàn)象。當(dāng)光聚合體系在空氣中進(jìn)行固化時(shí)，空氣中的氧氣會(huì)使光固化表面不能完全固化而發(fā)粘，嚴(yán)重影響了光固化后材料的整體性能，特別是固化后體積收縮大影響附著力，硬度等問(wèn)題?，F(xiàn)有紫外光固化中常用的光引發(fā)劑，如1173等，由于固化速度不快，更加加劇了氧阻聚現(xiàn)象的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)添加新型的光引發(fā)劑，使得該涂層具有快速固化的效果，有效解決現(xiàn)有技術(shù)中氧阻聚的發(fā)生。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種快干型紫外光固化漆，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：

脂肪酸改性雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯20~25%；二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂17~30%；活性單體35~45%；光引發(fā)劑0.5~1%；功能助劑0.5~2.5%；并用稀釋劑補(bǔ)充至100%；

其中，所述光引發(fā)劑的化學(xué)式為(C₁₁H₉N₃O)(C₁₅H₈O₅)Cu；C₁₅H₈O₅為4,4'-羰基二苯甲酸根，C₁₁H₉N₃O為N-(吡啶-4-基)異尼克酰胺。

進(jìn)一步的，所述光引發(fā)劑為三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數(shù)為a=11.628(1) ?，b=9.865(7) ?，c=14.184(4) ?，α=81.238(3) o，β=83.394(8) o，γ=87.195(2) o，V=1627.04(9) ?³。

進(jìn)一步的，所述活性單體為甲基丙烯酸四氫糠基酯、N-乙烯基吡咯烷酮和烯丙基縮水甘油醚的混合物。

進(jìn)一步的，所述稀釋劑為醋酸丁酯，醋酸乙酯，正丁醇，異丁醇中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述功能助劑流平劑，消泡劑和潤(rùn)濕分散劑中的至少一種。本發(fā)明所用的功能助劑按需添加，如：流平劑為本技術(shù)領(lǐng)域常用的流平劑，優(yōu)選為BYK354；消泡劑為本技術(shù)領(lǐng)域常用的消泡劑，優(yōu)選為BYK141；潤(rùn)濕分散劑則采用迪高的655或者710。

更進(jìn)一步的，該紫外光固化漆由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：

脂肪酸改性雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯20~25%；二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂17~25%；甲基丙烯酸四氫糠基酯10~15%；N-乙烯基吡咯烷酮13~15%；烯丙基縮水甘油醚12~15%；光引發(fā)劑0.5~1%；功能助劑0.5~2.5%；并用稀釋劑補(bǔ)充至100%。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明中采用新型的光引發(fā)劑，并且配合相應(yīng)的樹(shù)脂和單體，使得光固化后具有更高的凝結(jié)含量、強(qiáng)度和附著力。而且本發(fā)明的光固化樹(shù)脂輻射所需的輻射能量低，能夠有效降低能效。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的光引發(fā)劑的配位結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的光引發(fā)劑的紫外吸收?qǐng)D。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不是對(duì)本發(fā)明的限定。

本發(fā)明所用的光引發(fā)劑按照如下方法合成：

將0.2mmol4,4'-羰基二苯甲酸、0.2mmolN-(吡啶-4-基)異尼克酰胺和0.2mmol硫酸銅溶于10mL乙腈和5mL水的混合溶劑當(dāng)中，在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液A轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中，將其放在180℃烘箱中反應(yīng)48小時(shí)，之后以5℃/小時(shí)降至室溫過(guò)濾得到所述光引發(fā)劑。

其中，所述4,4'-羰基二苯甲酸英文為4,4'-carbonyldibenzoic acid，結(jié)構(gòu)式如下所示：

；

所述N-(吡啶-4-基)異尼克酰胺英文為N-(pyridin-4-yl)isonicotinamide，結(jié)構(gòu)式如下所示：

。

然后將所得的光引發(fā)劑進(jìn)行單晶表征。

該光引發(fā)劑的X射線(xiàn)衍射數(shù)據(jù)是在Bruker Smart Apex CCD面探衍射儀上，用MoK_α輻射(λ = 0.71073 ?)，以ω掃描方式收集并進(jìn)行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解結(jié)構(gòu)，然后用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標(biāo)，并用理論加氫法得到氫原子位置(C?H 1.083 ?)，用最小二乘法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。計(jì)算工作在PC機(jī)上用SHELXTL程序包完成。

經(jīng)測(cè)試解析可知，該光引發(fā)劑化學(xué)式為化學(xué)式為(C₁₁H₉N₃O)(C₁₅H₈O₅)Cu；其中，C₁₅H₈O₅為4,4'-羰基二苯甲酸根，C₁₁H₉N₃O為N-(吡啶-4-基)異尼克酰胺，所述光引發(fā)劑為三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數(shù)為a=11.628(1) ?，b=9.865(7) ?，c=14.184(4) ?，α=81.238(3) o，β=83.394(8) o，γ=87.195(2) o，V=1627.04(9) ?³。，Z=2。

該光引發(fā)劑配位示意圖如圖1所示，Cu原子采取4配位的模式，其中每個(gè)Cu原子分別與2個(gè)4,4'-羰基二苯甲酸上的2個(gè)O原子配位和2個(gè)N-(吡啶-4-基)異尼克酰胺的2個(gè)N原子配位。

圖2是本發(fā)明的光引發(fā)劑的紫外吸收譜圖，其最大吸收波長(zhǎng)是275 nm附近。

另外，如無(wú)特別說(shuō)明，以下實(shí)施例均采用上述合成方法所得的光引發(fā)劑。

實(shí)施例1

一種紫外光固化漆，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：

脂肪酸改性雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯22%；二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂23%；甲基丙烯酸四氫糠基酯13%；N-乙烯基吡咯烷酮14%；烯丙基縮水甘油醚14%；光引發(fā)劑0.7%；BYK354 0.5%；BYK141 0.5%；迪高710 0.5%；用異丁醇補(bǔ)充至100%。

實(shí)施例2

一種紫外光固化漆，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：

脂肪酸改性雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯20%；二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂24%；甲基丙烯酸四氫糠基酯11%；N-乙烯基吡咯烷酮15%；烯丙基縮水甘油醚15%；光引發(fā)劑1%；BYK354 0.5%；BYK141 0.5%；迪高710 0.5%；用正丁醇補(bǔ)充至100%。

實(shí)施例3

一種紫外光固化漆，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：

脂肪酸改性雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯24%；二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂18%；甲基丙烯酸四氫糠基酯15%；N-乙烯基吡咯烷酮13%；烯丙基縮水甘油醚12%；光引發(fā)劑0.5%；BYK354 0.5%；BYK141 0.5%；迪高710 0.5%；用醋酸丁酯補(bǔ)充至100%。

對(duì)比例1

一種紫外光固化漆，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：

脂肪酸改性雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯22%；二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂23%；甲基丙烯酸四氫糠基酯13%；N-乙烯基吡咯烷酮14%；烯丙基縮水甘油醚14%；二苯甲酮0.7%；BYK354 0.5%；BYK141 0.5%；迪高710 0.5%；用異丁醇補(bǔ)充至100%。

性能測(cè)試

將實(shí)施例分別噴涂塑膠底材上，45℃烘干2分鐘后經(jīng)紫外線(xiàn)光照射（設(shè)定輻射強(qiáng)度為30mW/cm²），然后在紫外光燈下進(jìn)行固化，固化時(shí)間為1~1.5分鐘，測(cè)試固化漆膜的性能。

表干時(shí)間：將光固化樹(shù)脂均勻的涂抹在聚四氟乙烯板表面，在設(shè)定的光源功率和曝光時(shí)間下曝光。表干的判斷：根據(jù)GB 1728-1979，將固化膜用200g干燥砝碼壓上一片濾紙，30s后移去砝碼，翻轉(zhuǎn)固化膜，濾紙能自由掉下，即認(rèn)為表干。

凝膠含量測(cè)定：取固化后樹(shù)脂質(zhì)量約0.5～1.0g，記質(zhì)量為m₁，用丙酮于索氏抽提器中抽提36h，在烘箱中80℃干燥4h至恒重，記質(zhì)量為m₂。則光固化樹(shù)脂的凝膠含量為（m₂/m₁）x100%。

附著力測(cè)試：用劃格器在漆膜表面劃100格1毫米×1毫米的正方型格，用3M膠紙粘在漆膜表面，45°角用力即時(shí)拉起，觀(guān)察劃痕邊緣處有無(wú)脫落：如脫落在0～5%之間為5B，在5～10%之間為4B，在10～20%之間為3B，在20~30%之間為2B，在30～50%之間為1B，在50%以上為0B。

硬度的測(cè)試：按照GB 6739-2006的要求進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)定結(jié)果如表1所示。

表1性能測(cè)試結(jié)果

從以上實(shí)施例和對(duì)比例的數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的紫外光固化漆引入新型的光引發(fā)劑，該光引發(fā)劑具有較好的光吸收效果，而且結(jié)構(gòu)中不但具有酮基還具有堿性的特性，使其作為光引發(fā)劑具有更高的效率。

為了配合本發(fā)明的光引發(fā)劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本發(fā)明采用的樹(shù)脂和單體均為低官能度的化合物，使得反應(yīng)速度更快，并且在較低的輻射強(qiáng)度的時(shí)候一樣具有較高的凝結(jié)含量和強(qiáng)度，另外，引發(fā)劑上具有的酰胺能夠有效促使環(huán)氧基和其他樹(shù)脂、單體交聯(lián)，能夠有效提高，從而有效提高附著力，能夠有效避免氧阻聚現(xiàn)象的發(fā)生。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。